10 kV 配电网不停电作业技术探讨与应用

焦夏男，吴 铮，韦文强，王国庆，林博勇

（广州供电局有限公司，广东 广州 510145）

0 引言

供电可靠性是反映智能配电网运行水平的重要指标，受到用户的重点关注。长期以来，传统配电网建设与检修导致停电频发，严重影响供电可靠性。不停电作业技术很好地解决了可靠性与停电检修之间的矛盾，逐渐成为配电网作业发展的新方向［1］。

国内多家电力公司开展了不停电作业的探索工作：国网辽宁省电力公司以绝缘手套和绝缘斗臂车为基础开展带电作业，涵盖了4 大类33 项带电作业项目［2］；内蒙古电力集团有限责任公司根据其配网架空线路多的特点，重点开展了架空线路不停电作业的方法［3］；云南电网公司制定了基于旁路作业法的带电更换柱上设备方案，取得了良好的效果［4］；广西电网公司开展了旁路作业方法在多种配网不停电作业中的应用［5］；国网四川省电力公司、国网湖南省电力公司则从作业设备角度出发，研制性能更为优异的不停电作业设备［6-7］；广州供电局也较早开展了不停电作业，内容涉及旁路作业、带电作业、综合不停电作业等。

尽管不停电作业种类逐渐丰富，但众多作业方案仍处于探索阶段。如何优化作业方案、降低停电指标以及使施工更为简便是值得探讨的问题。针对上述问题，首先探讨了常见的不停电作业及方式；其次，以一起开关站改造工程为例，探讨了不停电作业方案的制定与实施方法，并对不停电作业方案进行了评价；最后提出了方案的改进之处，具有一定的借鉴意义。

1 不停电作业及方式

配电网是连接主网与负荷的核心环节，其运行情况直接关系到用户用电质量及供电可靠性。但配电网网架多为放射型线路，N-1 接线方式极少，设备检修有可能导致全线停电；部分配电网线路虽以环网方式运行，线路检修时，非检修段可正常运行，但检修段线路仍须停电。采用不停电作业技术可有效解决当前配电网设备检修和供电之间的矛盾，使供电可靠性大为提升。

按照工作形式的不同，不停电作业可分为带电作业、旁路电缆作业和综合不停电作业等［8］。带电作业方式包含绝缘杆作业法、绝缘手套作业法、绝缘斗臂车作业法等；旁路电缆作业是在被检修或抢修的线路旁并联运行的一套旁路系统，通过将负荷转移到旁路系统中，使被检修区域与运行线路隔离；综合不停电作业则是在带电作业、旁路电缆作业方法的基础上，结合中低压发电车、负荷转移车、EPS 应急电源等技术，针对前两种不停电作业方法无法实施的场景，构建配电网不停电作业，从而扩展不停电作业范围，提升用户供电可靠性。上述作业对象涵盖了架空线路与电缆等多种线路作业。

按照作业对象的不同，作业项目从传统的修补导线、带电接入电网、更换绝缘子与横担和更换避雷器，到更为复杂的更换柱上变压器、检修架空线路、检修电缆线路、检修环网柜以及临时取电给环网箱、移动箱式变压器等项目，作业范围十分广泛［9］。

当前不停电作业内容越来越丰富，基本包含了配电网检修的所有项目。随着智能配电网建设的大力发展，针对不同网架结构选择合适的作业方式，构建简便、可靠性高和经济效益好的作业方案将成为新的趋势。

2 不停电作业施工方案制定

2.1 系统接线

某10 kV 开关站位于山村F3 线路上，由1 条母线、5 台开关柜组成，该开关站电气接线如图1 所示。开关站内，600 开关与一条联络电缆连接，构成环网，600 开关常开；604 开关与605 开关负责后段两台变压器供电；606 开关与后段的架空线相连，负责该架空线上8 台变压器的供电；607 开关与上级配电站出线电缆相连，该线路为该开关站电源进线。

图1 广红软木厂开关房电气接线

该开关站内设备不齐全，没有站用变压器和配电自动化终端，从而无法对站内设备进行远程操作。为保证该开关站满足自动化要求，计划对该开关站内1 母线退出运行并进行相关工程建设工作。

2.2 作业方案的设计

若采用传统的计划停电作业方法，将导致与开关站相连的10 台变压器长时间停电；而采用应急发电车或EPS 应急电源车为负荷供电，不仅存在需要车辆多的问题，还会使经济效益进一步下降。为保证供电可靠性及减少经济损失，在计及站内设备的接线方式后，运维人员采用架空线路与电缆混合的不停电作业方案，构建旁路供电系统，以保证供电指标。不停电作业方案的电气接线如图2 所示。

图2 不停电作业方案电气接线

具体方案如下：

1）在站内放置两台共母线的临时旁路开关柜，开关编号分别为621 和622；

2）将600 开关相连的联络电缆引出并作为旁路电源接入621 旁路开关；

3）从622 开关引出柔性电缆并与架空线10-1号电杆进行带电连接，形成旁路供电线路；

4）断开606 开关与上级电源，并合上621 和622开关，实现旁路供电，后段负荷恢复供电；

5）在电房内进行施工，施工完毕后，按照相反的作业顺序拆除旁路供电系统，并恢复原方式运行。

2.3 作业过程

作业前，除了准备传统的作业工具外，旁路作业施工还需要绝缘斗臂车、旁路柔性电缆、绝缘横担支架、旁路开关柜、绝缘遮蔽、绝缘电阻表、钳形电流表、核相仪、万用表、温湿度计和风速计等。作业分两个阶段。

第1 阶段为旁路系统的搭建与运行，具体作业步骤如下所述。

1）判断现场天气、湿度以及风速是否满足工作要求，若遇下雨、湿度高或风速大等情况，不宜开展不停电作业。

2）在该开关站放置两台通过相关试验的旁路开关柜。

3）将原有联络电缆退出运行，并将联络电缆作为旁路电源引入621 开关；将旁路柔性电缆接入622 开关；核对旁路系统相序是否正确；使用绝缘电阻表检测旁路系统绝缘电阻是否满足要求。

4）做好防护后，人员通过绝缘斗臂车升至10 号电杆附近，将旁路柔性电缆固定在绝缘横担支架上，并核对旁路系统与架空线相序；若相序正确，则将旁路柔性电缆带电接入架空线10 号电杆的负荷侧架空线路，形成旁路供电线路。

5）进行旁路送电。先断开10 号电杆负荷开关及两侧隔离开关，再由旁路系统实现旁路供电；利用钳形电流表测量柔性电缆中的电流，判断电流是否在安全范围内。旁路系统正常工作后，可进行后续施工。

第2 阶段为开关站内施工与运行方式恢复，具体作业步骤如下所述。

1）在该开关房进行加装开关柜、站用变压器和自动化三遥系统工程。

2）电房内部施工结束，按照相反的操作顺序恢复线路原方式运行。

2.4 可靠性指标计算

可靠性与经济性是衡量不停电作业质量的重要指标，以下通过计算停电时间、多供应电量和回收电费等指标，对不停电作业方法进行经济评价。

在停电时间方面，传统方案中，10 台变压器每台均需停电8 h，停电时户数共计为80；采用不停电作业方案后，架空线10 号电杆后段的8 台变压器，

每台只需停电0.5 h 以进行旁路系统的投入与退出，604、605 开关后段的2 台变压器，每台仍需停电8 h，总计停电时户数为20。

在电量和电费方面，选取施工当月10 台变压器的平均负荷水平计算经济效益，并将10 台变压器按照符合性质分为民用负荷和工业用负荷分别计算停电费用。传统停电与旁路作业的停电指标与经济比较见表1。

表1 传统法与旁路法作业的经济比较

由表1 可知，旁路法停电耗时仅为传统法的25%；旁路法停电少供应电量为传统法的15%左右，对应的停电电费为传统法的20%，表明旁路作业法可大幅提高配网的供电可靠性且具有良好的经济效益。综上，对于具备配网旁路作业条件的地区与工程，应大力推广旁路作业。

2.5 方案改进与优化

尽管本次不停电施工作业大大缩减了用户的停电时间，提高了供电可靠性，但仍然存在改进之处，以进一步提高相关指标。

本方案中，先断开架空线10 号电杆负荷开关及两侧隔离开关，再合上旁路开关柜622 开关，实现架空线10 号电杆后段负荷供电，这样必然导致转电时存在短时停电问题。考虑到10 kV 山村F3 和联络线路均从同一变电站出线，运行参数基本一致，若先合上旁路开关柜622 开关再断开架空线10 号电杆负荷开关及两侧的隔离开关，可实现架空线10 号电杆后段负荷不间断供电。

此外，方案中仍有2 台变压器在施工时未进行供电，停电小时户数仍有降低空间。如果通过2 台低压发电车分别对2 台变压器进行供电从而构建综合不停电作业，不仅占地较少，还可进一步降低停电指标。

在考虑了上述措施后，以发电车接入与退出系统共0.5 h 计，传统作业、旁路作业与改进的旁路作业的相关指标计算结果见表2。

表2 几种作业方法的指标比较

由表2 可知，采用改进的旁路作业法，将进一步提升供电可靠性，经济效益上的提升也极为明显，停电电费不到传统法停电电费的1%。

值得注意的是，因方案中涉及电网合环运行，应在合环前核对两条线路的相序并计算合环时的潮流分布，从而判断电网是否会存在潜在故障并确定旁路电缆的截面积，防止合环瞬间的冲击电流超出旁路电缆的承载能力。

3 结语

不停电作业逐渐成为配电网检修、施工的新方向。在探讨不停电作业内容与方式的基础上，结合实际工程案例，分析了不停电作业方案的制定方法和评价方法，并对作业方案的优化进行了探究。在方案实施中，应严格执行安全规程，如正确倒闸操作、旁路系统绝缘检测、相序核对等，并做好安全措施与防护遮蔽等，全面消除施工中可能的危险点。

尽管不停电作业可以有效解决传统方法造成供电可靠性下降的问题，但不停电作业仍处于探索阶段，如何降低停电小时户数、简化流程、缩短施工周期和降低施工费用，仍是值得探讨的问题。下一步将进针对不同电网结构、施工工程以及现场设备情况而构建合理的不停电作业方式，进一步降低工程费用，提高经济效益。